BÀI TẬP CHƯƠNG 1 TRUYỀN NHIỆT

b. Vách phẳng
c. Vách có cánh
d. Không có trường hợp nào
10 Trị số của cường độ bức xạ của vật phụ thuộc đại lượng
nào?
a. Chiều dài bước sóng và phương bức xạ
b. Bề mặt của vật
c. Khả năng bức xạ của vật
d. Màu sắc của vật
6.2. Bài tập
Bài 1: Cho tường phẳng 1 lớp là gạch thường dày 200mm,
kích thước 2000u3000mm. Nhiệt độ 2 bên tường lần lượt là
600oC và 50oC. Biết hê số dẫn nhiệt của tường là 20W/m.K.
Tính lượng nhiệt dẫn qua tường.
Bài 2: Một thiết bị phản ứng có vỏ trong làm bằng thép
không rỉ có bề dày 6mm, hệ số dẫn nhiệt 17,5W/m.K. Phía
ngoài vỏ có bọc một lớp cách nhiệt bông thủy tinh dày
100mm, có hệ số dẫn nhiệt 0,04W/m.K. Dung dịch trong thiết
bị có nhiệt độ 120oC, nhiệt độ bên ngoài môi trường là 35 oC.
Cho hệ số cấp nhiệt của dung dịch và của không khí lần lượt
là 340kcal/m2.h.K và 11kcal/m2.h.K.Tính:
a) Lương nhiệt tổn thất ra môi trường?
b) Nhiệt độ tT1, tT2, tT3?
Bài 3: Tường phẳng 2 lớp: lớp thép không gỉ dày 5mm, lớp
cách nhiệt là vải amiăng 300mm. Nhiệt độ hai bên tường lần
lượt là 120oC và 45oC. Biết hệ số dẫn nhiệt của thép không
gỉ và amiăng lần lượt là 17,5W/m.K, 0,279W/m.K.
Tính nhiệt tổn thất qua một đơn vị bề mặt tường và nhiệt độ
tiếp xúc giữa hai lớp tường.
81

Bài 4: Một tường lò hai lớp có lớp trong là gạch chịu lửa có
chiều dày 300mm, và vỏ bọc ngoài bằng thép có chiều dày
10mm, với hệ số dẫn nhiệt của gạch và thép lần lượt là
1kcal/m.h.K, và 40kcal/m.h.K. Nhiệt độ trong lò là 800oC và
nhiệt độ môi trường bên ngoài bằng 35oC. Cho hệ số cấp
nhiệt của không khí nóng trong lò và hệ số cấp nhiệt của môi
trường ngoài lò lần lượt là 300kcal/m2.h.K, 14kcal/m2.h.K.
Tính:
a) Lượng nhiệt tổn thất ra môi trường xung quanh?
b) Nhiệt độ giữa hai lớp tường lò?
Bài 5: Một thiết bị phản ứng có có 3 lớp vỏ, lớp trong bằng
thép không gỉ, lớp giữa là bông thủy tinh và lớp ngoài là thép
thường. Biết nhiệt độ thành trong thiết bị có nhiệt độ là 90 oC
và nhiệt độ bề mặt ngoài là 40oC. Xác định:
a) Lượng nhiệt tổn thất qua một đơn vị bề mặt tường.
b) Nhiệt độ tiếp xúc giữa các vách tường
Cho chiều dày lần lượt 3 lớp tường:
- thép không rỉ dày 20mm, hệ số dẫn nhiệt là
17,5W/m.K.
- bông thủy tinh có dày 100mm, hệ số dẫn nhiệt là
0,0372W/m.K.
- thép thường có dày 5mm, hệ số dẫn nhiệt là
46,5W/m.K.
Bài 6: Tường lò có hai lớp:
Lớp gạch chịu lửa dày 400mm
Lớp gạch thường dày 200mm
Nhiệt độ bên trong của lò 1000oC, nhiệt độ của phòng
xung quanh lò 35oC. Cho hệ số dẫn nhiệt của gạch chịu lửa
1,005W/m.K và của gạch thường 0,28W/m.K. Biết hệ số cấp

82


nhiệt từ khí trong lò tới tường 450kcal/m2.h.K. Hệ số cấp
nhiệt từ tường đến không khí 14kcal/m2h.K. Xác định:
a) Nhiệt tổn thất từ bề mặt tường.
b) Nhiệt độ tại vùng tiếp xúc giữa gạch chịu lửa và gạch
thường và nhiệt độ hai bề mặt tường.
Bài 7: Quá trình trao đổi nhiệt giữa hai lưu thể qua tường
phẳng một lớp có nhiệt độ của hai dòng lưu thể hai bên
tường lần lượt 115oC, 40oC. Bề dày tường 10mm. Biết hệ số
dẫn nhiệt vật liệu làm tường là 46,5W/m.K. Hệ số cấp nhiệt
từ lưu thể tới tường và từ tường đến lưu thể lần lượt là
50W/m2.K; 12W/m2.K. Xác định:
a) Hệ số truyền nhiệt ?
b) Lượng nhiệt truyền đi từ lưu thể nóng tới lưu thể
nguội?
Bài 8: Một tường lò 2 lớp, gồm lớp gạch chịu lửa dày
500mm, và lớp gạch thường dày 250mm. Nhiệt độ không khí
nóng bên trong lò 1300oC, không khí bên ngoài xung quanh
lò 40oC. Biết hệ số cấp nhiệt của không khí nóng tới tường là
500kcal/m2.h.K, hệ số cấp nhiệt từ tường tới không khí bên
ngoài là 8kcal/m2.h.K, hệ số dẫn nhiệt của gạch chịu lửa
1,05W/m.K, của gạch thường là 0,659kcal/m.h.K. Xác định:
a) Lượng nhiệt truyền đi qua tường?
b) Hệ số truyền nhiệt của thiết bị?
c) Nhiệt độ giữa 2 lớp tường?
Bài 9: Một lò đốt hình trụ gồm ba lớp, có đường kính trong
của lò là 1m, lớp trong cùng xây bằng gạch chịu lửa dày
25cm, hệ số dẫn nhiệt 1,05W/m.K, chính giữa là lớp bông xỉ

dày 30cm, hệ số dẫn nhiệt 0,076W/m.K, và lớp ngoài cùng
bằng thép dày 2mm, hệ số dẫn nhiệt 40kcal/m.h.K, tường
cao 3m. Biết nhiệt độ bên trong lò 850oC, nhiệt độ không khí
83


bên ngoài lò 30oC. Cho hệ số cấp nhiệt của không khí nóng
và của không khí bên ngoài lần lượt là 350kcal/m2h.K và
11kcal/m2h.K. Tính:
a) Lượng nhiệt tổn thất ra môi trường?
b) Nhiệt độ giữa các lớp tường?
Bài 10: Một thiết bị trao đổi nhiệt ống xoắn ruột gà với ống
truyền nhiệt có đường kính I100u2mm dài 20m được làm
bằng đồng đỏ có hệ số dẫn nhiệt 384W/m.. Biết lưu thể nóng
đi trong ống truyền nhiệt là hơi nước bão hòa có áp suất
tuyệt đối bằng 2at, nhiệt độ là 119,6oC. Nhiệt độ của lưu thể
nguội bên ngoài ống truyền nhiệt là 108 oC, hệ số cấp nhiệt
của lưu thể nguội là 350W/m2.K, hệ số cấp nhiệt của hơi
nước bão hòa là 9800W/m2.K. Tính:
a) Hệ số truyền nhiệt của thiết bị?
b) Lượng nhiệt truyền đi từ lưu thể nóng tới lưu thể
nguội?
Bài 11: Một thiết bị trao đổi nhiệt ống chùm với số ống
truyền nhiệt là 90, đường kính >60 u 2mm. Ống dài 3m, làm
bằng đồng thau có hệ số dẫn nhiệt 93W/m.K. Thiết bị dùng
làm nguội dung dịch từ 120oC xuống 40oC bằng nước lạnh
chảy ngược chiều, nhiệt độ nước vào 20oC và ra 35oC. Biết
hệ số cấp nhiệt của dung dịch là 240kcal/m2h.K, hệ số cấp
nhiệt của nước lạnh là 150kcal/m2h.K. Xác định:
a) Hệ số truyền nhiệt của thiết bị.

b) Lượng nhiệt trao đổi giữa 2 lưu thể.
Bài 12: Một ống truyền nhiệt có đường kính I100u2mm dài
40m được làm bằng đồng đỏ có hệ số dẫn nhiệt
330kcal/m.h.K. Nhiệt độ 2 bên tường lần lượt là 115oC và
45oC.Tính lượng nhiệt dẫn qua tường ống. (Giải bài toán
trong trường hợp xem tường ống là tường phẳng).
84


Bài 13: Một ống dẫn hơi làm bằng thép không gỉ dài 35m,
đường kính 51u2,5mm được bọc bằng một lớp cách nhiệt
bằng sợi amiăng dày 30mm. Nhiệt độ bề mặt ngoài lớp cách
nhiệt là 45oC, bề mặt trong ống là 200oC. Xác định lượng
nhiệt tổn thất của ống dẫn hơi. Cho hệ số dẫn nhiệt của thép
không rỉ là 17,5W/m.K, của sợi amiăng là 0,115W/m.K.
Bài 14: Ống truyền nhiệt có đường kính I100u2mm, làm
bằng đồng thanh có hệ số dẫn nhiệt 64W/m.K. Bên ngoài
bọc lớp cách nhiệt bằng bông thủy tinh dày 50mm, hệ số dẫn
nhiệt là 0,035W/m.K. Biết nhiệt độ bề mặt bên trong và bên
ngoài của tường lần lượt là 120oC và 35oC. Tính lượng nhiệt
tổn thất qua một đơn vị chiều dài ống và nhiệt độ tiếp xúc
giữa hai lớp tường.
Bài 15: Tìm nhiệt độ bề mặt trong của lớp vỏ nồi bằng inox
dày 10mm nếu như nhiệt độ mặt lớp bọc cách nhiệt ngoài
của nồi là 40oC. Chiều dày lớp bọc cách nhiệt là 300mm.
Nhiệt kế cắm sâu vào 80mm kể từ bề mặt ngoài và chỉ 70oC.
Hệ số dẫn nhiệt của lớp bọc cách nhiệt 0,279W/m.K, của
inox là 30W/m.K.
Bài 16:Thiết bị trao đổi nhiệt làm bằng thép không gỉ dày
5mm có hệ số dẫn nhiệt 17,5W/m.K. Lớp cách nhiệt làm

bằng sợi amiăng có chiều dày 50mm, và hệ số dẫn nhiệt là
0,1115W/m.K. Cho hệ số cấp nhiệt môi trường bên trong và
ngoài lần lượt là 200W/m2.K, 12W/m2.K. Nhiệt độ chất lỏng
bên trong thiết bị trao đổi nhiệt 80oC. Nhiệt độ không khí bên
ngoài 30oC. Xác định nhiệt độ tổn thất ra môi trường và nhiệt
độ bên trong và bên ngoài của các mặt tường của thiết bị
trao đổi nhiệt và nhiệt độ tiếp xúc giữa hai lớp tường.
Bài 17: Cho thiết bị truyền nhiệt loại ống chùm dùng hơi
nước bão hòa có áp suất dư là 1at, nhiệt độ là 119,6oC, để
gia nhiệt cho dung dịch bên trong. Vỏ thiết bị được làm bằng
thép thường dày 4mm có hệ số dẫn nhiệt 46,5W/m.K. Nhiệt
85


độ không khí xung quanh là 30oC. cho hệ số cấp nhiệt của
không khí và của hơi nước lần lượt là 16kcal/m2h.K và
11500kcal/m2h.K. Tính lượng nhiệt tổn thất và nhiệt độ hai
bên bề mặt tường của vỏ thiết bị.
Bài 18: Cho thiết bị truyền nhiệt loại vỏ bọc. Dùng hơi nước
bão hòa có áp suất dư là 2at, nhiêt độ 132,9 oC, để gia nhiệt
cho dung dịch bên trong. Vỏ bọc bên ngoài được làm bằng
thép không gỉ dày 20mm có hệ số dẫn nhiệt 17,5W/m.K, diện
tích của vỏ bọc ngoài của thiết bị là 12m2. Nhiệt độ không khí
xung quanh là 35oC. Cho hệ số cấp nhiệt của không khí và
của hơi nước lần lượt là 16,5W/m 2.K và 12000W/m2.K. Tính
nhiệt tổn thất ra môi trường và nhiệt độ hai bên bề mặt
tường của vỏ thiết bị.

86